[01803626]一种高耐磨性的WC-Mo-Co复合涂层

1.课题来源与背景 课题来源于国家自然科学基金研究项目。激光熔覆WC颗粒增强Co基复合涂层已被广泛应用于对表面耐磨性有较高要求的零部件绿色制造及再制造修复。但是,WC在激光高温熔池熔凝过程中极易部分熔化,降低了WC的颗粒增强效果。而添加过多的WC颗粒,由于WC陶瓷与Co金属热物理性质的较大差异,极易导致WC与Co基体界面处裂纹源增多,硬度升高的同时脆性迅速增加,耐磨性能反而下降,使涂层失去使用价值。本发明提出一种在激光熔覆WC/Co基复合涂层中添加Mo元素的方法,同步提高复合涂层的硬度和耐磨性。 2.技术原理与性能指标 技术原理：钼具有与钨相近的性质,可以和碳形成同样类型的M6C、M23C6等碳化物硬质相。因此,本专利技术在WC/Co基复合涂层中引入金属元素Mo,研究发现当WC/Co基涂层中添加的WC颗粒部分烧损熔解后,Mo元素的添加可促使涂层凝固时析出更多高硬度一次碳化物或共晶碳化物,从而显著提高涂层硬度和耐磨性。同时,本专利研究还特别发现在激光熔覆Co-10%WC-5Mo复合涂层中,Mo元素的添加使涂层中析出大量短棒状一次碳化物硬质相,与层片状生长的共晶碳化物相比,这种碳化物短棒状生长形态对涂层的割裂作用和脆性影响较小,从而对提高涂层耐磨性能更为有利。 性能指标： 一种添加Mo元素进一步提高激光熔覆WC/Co基复合涂层耐磨性能的方法Mo的添加可促使WC/Co基涂层凝固时析出更多高硬度共晶碳化物,与添加相同质量分数的WC/Co基涂层相比,可显著提高耐磨性能。同时,本发明发现Co-10%WC-5Mo复合涂层中形成大量短棒状一次碳化物析出相,与层片状共晶碳化物相比,这种碳化物短棒状生长形态对涂层脆性的影响较小,涂层耐磨性高于Co-20%WC涂层。 3. 技术的创造性与先进性 国内外已尝试采用多种方法进一步优化激光熔覆WC/Co基复合涂层的韧脆性和耐磨性,例如中国专利公开号 CN101148747和大量的国内外公开期刊论文研究了WC添加含量对复合涂层脆性和耐磨性的影响,通过优化WC添加含量,以获得最佳的强韧性和耐磨性成分。中国专利申请号CN103215585A提出了一种定量计算激光熔覆WC/Co复合涂层过程中WC烧损率的方法,以实现快速合理地选择成分配比与激光工艺优化。但上述方法在提高涂层韧性的同时,往往以牺牲涂层硬度和耐磨性为代价。 本发明提出一种在激光熔覆WC/Co基复合涂层中添加Mo元素的方法,同步提高复合涂层的硬度和耐磨性,且韧性下降较小,具有较好的发明先进性. 4. 技术的成熟程度,适用范围和安全性 本技术具有较高的成熟度和安全性,适用于工业上材料表面强化技术领域。 5. 应用情况及存在的问题 本技术已完成实验室阶段研究,正在寻求初期的中试应用。 6. 历年获奖情况 暂无。